JP3590845B2 - 像位置補正光学系 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は像位置補正光学系に関し、さらに詳細にはＳＬＲカメラや電子カメラやヴィデオカメラなどの対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本明細書において、あるレンズ群を光軸とほぼ直交する方向に変位させて、合焦動作、手振れ等に起因する像位置の変動を補正することを「像位置補正」という。特に、あるレンズ群を光軸とほぼ直交する方向に変位させて、手振れ等の光学系の振動に起因する像位置の変動を補正することを「防振」または「防振補正」という。
従来のこの種の像位置補正光学系では、たとえば特開平２−２３４１１５号公報に開示されているように、光学系の最も像側に開口絞りを配置していた。また、合焦に際して光軸に沿って移動するレンズ群すなわち合焦群および光軸とほぼ直交する方向に移動して像位置の変動を補正するレンズ群すなわち像位置補正群の有効径が大きかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の像位置補正光学系では、光学系の最も像側に開口絞りを配置しているため、ビハインド絞りに特有の問題として絞り込み時において周辺光量比の改善不足が目立つという不都合があった。
また、合焦群および像位置補正群の有効径が大きいため、最終製品としてのレンズ鏡筒の径方向の大型化を招き、手持ち撮影時の操作性が悪いという不都合があった。
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、絞り込み時の周辺光量が向上し、且つ合焦群および像位置補正群の有効径が小型化された像位置補正光学系を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明においては、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備え、前記第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って移動させて合焦を行い、前記第３レンズ群Ｇ３中の像位置補正群Ｇ3Sを光軸とほぼ直交する方向に移動させて像位置の補正を行う像位置補正光学系であって、前記第１レンズ群Ｇ１は、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを有し、前記像位置補正群Ｇ3Sと前記第２レンズ群Ｇ２の物体側近傍との間に開口絞りが設けられ、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との合成屈折力をφ23とし、前記第１レンズ群Ｇ１の屈折力をφ1 とし、前記第２レンズ群Ｇ２の屈折力をφ2 とし、前記第１レンズ群Ｇ１中の負レンズのうち最も物体側の負レンズの屈折率をｎa とし、前記第１レンズ群Ｇ１中の負レンズのうち最も物体側の負レンズのアッベ数をνa としたとき、
−０．２ｍｍ-1≦φ23≦０．００２ｍｍ-1
０．２＜φ1 ／｜φ2 ｜＜０．４１
１．７＜ｎa ＜１．９５
４０．９≦νa ＜５０
の条件を満足することを特徴とする像位置補正光学系を提供する。
【０００５】
本発明の好ましい態様によれば、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞りが設けられている。
【０００６】
【作用】
上述のように、本発明においては、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備え、前記第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って移動させて合焦を行い、前記第３レンズ群Ｇ３中の像位置補正群Ｇ３Ｓを光軸とほぼ直交する方向に移動させて像位置の補正を行う。
【０００７】
テレフォトタイプの対物レンズでは、光学系の最も像側に開口絞りを配置する、いわゆるビハインド絞りが一般的である。これは、絞り径を小さくして絞り込みによる時間ロスを少なくするという理由、絞り径精度を十分に確保するという理由、あるいはカメラボディよりのメカ連動を容易にするという理由等のためである（図１３の開口絞りを参照）。
また、光学系の最も物体側のレンズ径は、所望のＦナンバーの確保のための有効径のみでも大きくなりすぎるため、従来の像位置補正光学系ではＦナンバーの確保のための有効径がすなわち最も物体側のレンズの有効径となっている。
【０００８】
このように、従来の像位置補正光学系では、画面中央に結像する光束はもとより画面周辺に結像する光束も、上記開口絞りと最も物体側のレンズ径とにより決定されている。
この場合、Ｆナンバーを大きくするために開口絞りを小口径に絞り込むと、画面周辺に結像する光線束も少なくなってしまい周辺光量比が増加する効果は少ない（図１４参照）。
したがって、開口絞りは主に画面中央のＦナンバーの確保のための機構とし、画面周辺の光束はレンズ部材または固定絞りなどで決定するようにすれば、絞り込みによる周辺光量比の増加の効果は大きい。
【０００９】
本発明の光学配置では、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズＧ３との間に開口絞りを設けるのが好ましい。このように開口絞りを配置することにより、開口絞りが主に画面中央のＦナンバーの確保のための機構となるばかりでなく、合焦による非点収差の変動が少なくなり且つ像位置補正による非点収差の非対称性も少なくなる。したがって、合焦群である第２レンズ群Ｇ２および像位置補正群Ｇ３Ｓを含む第３レンズ群Ｇ３を、少ないレンズ枚数で構成することができる。
【００１０】
以下、本発明の各条件式について説明する。
本発明においては、次の条件式（１）を満足する。
−０．２ｍｍ -1 ≦φ23≦０．００２ｍｍ -1 （１）
ここで、
φ23： 第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成屈折力
【００１１】
条件式（１）は、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成屈折力について適切な範囲を規定している。
条件式（１）の下限値を下回ると、合焦による球面収差の変動が大きくなり、好ましくない。
逆に、条件式（１）の上限値を上回ると、レンズ全長が長くなりすぎて、好ましくない。
【００１２】
なお、レンズ全長の短縮化に重点があり、その上で合焦による球面収差の変動を実質的に十分少なくするには、条件式（１）の下限値を−０．０５ｍｍ -1 とするのが好ましい。また、合焦による球面収差の変動を少なくすることを重点として、その上でレンズ全長の短縮化を図るには、条件式（１）の上限値を０．００１ｍｍ -1 とするのが好ましい。
【００１３】
さらに、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の有効径を小さくするには、次の条件式（２）を満足するのが望ましい。
０．２＜φ１ ／｜φ２ ｜＜０．７ （２）
ここで、
φ１ ： 第１レンズ群Ｇ１の屈折力
φ２ ： 第２レンズ群Ｇ２の屈折力
【００１４】
条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１の屈折力の大きさと第２レンズ群Ｇ２の屈折力の大きさとの比について、適切な範囲を規定している。
条件式（２）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力φ１ が弱くなり、テレフォト比が大きくなりすぎて好ましくない。。
逆に、条件式（２）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力φ１ が強くなり、合焦による球面収差の変動および色のコマ収差が大きくなりすぎて好ましくない。また、合焦群である第２レンズ群Ｇ２の有効径が大きくなり、本発明の目的に反してしまう
【００１５】
なお、有効径の小型化や収差補正に重点があり、その上でレンズ全長もできるだけ短くするには、条件式（２）の下限値を０．２９とするのが好ましい。また、レンズ全長を短縮化することを重点として、その上で収差をできるだけ良好に補正し且つ第２レンズ群Ｇ２の有効径をできるだけ小型化するには、条件式（２）の上限値を０．４１とするのが好ましい。
【００１６】
さらに、好ましい寸法（レンズ全長）および良好な光学性能（周辺光量比）を得るためには、次の条件式（３）を満足するのが望ましい。
０．１＜φ３ ／｜φ２ ｜＜１．０ （３）
ここで、
φ３ ： 第３レンズ群Ｇ３の屈折力
【００１７】
条件式（３）は、第３レンズ群Ｇ３の屈折力の大きさと第２レンズ群Ｇ２の屈折力の大きさとの比について、適切な範囲を規定している。
条件式（３）の下限値を下回ると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力φ２が強すぎて、球面収差の曲がりが大きくなり好ましくない。また、第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面から像面までの距離が長くなりすぎ、その結果レンズ全長が長くなりすぎるので好ましくない。
逆に、条件式（３）の上限値を上回ると、レンズ系全体の焦点距離を所定の値にすると第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱くなり、周辺光量が低下するので好ましくない。
【００１８】
なお、周辺光量比の増加に重点があり、その上で球面収差の曲がりも実質的に十分小さくするには、条件式（３）の下限値を０．４とするのが好ましい。また、球面収差の曲がりを十分に小さくすることに重点があり、その上で周辺光量比の増加も実質的に十分多くするには、条件式（３）の上限値を０．７とするのが好ましい。
【００１９】
さらに、良好な結像性能を得るために、第１レンズ群Ｇ１は少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、次の条件式（４）および（５）を満足するのが望ましい。
１．７＜ｎａ ＜１．９５ （４）
３５＜νａ ＜５０ （５）
ここで、
ｎａ ：第１レンズ群Ｇ１中の負レンズのうち最も物体側の負レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
νａ ：第１レンズ群Ｇ１中の負レンズのうち最も物体側の負レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数
【００２０】
条件式（４）の下限値を下回ると、負レンズの屈折力を保つために面屈折力を強くしなければならない。したがって、曲率半径が小さくなり高次収差が発生し易くなるので、好ましくない。特に、色のコマ収差が大きくなりすぎるため好ましくない。
一方、条件式（４）の上限値を上回るような現存材料としては、ダイヤモンドあるいはゲルマニウムなどの材料があげられるが、これらの材料では加工が困難であったり可視光線を透過しないなどの不都合が生じ、好ましくない。
なお、条件式（４）の下限値を１．７４とすることにより、さらに良好な色のコマ収差が得られる。また、条件式（４）の上限値を１．８４とすることにより、比較的安価な光学硝子材料のみで光学系を構成することが可能になる。
【００２１】
一方、条件式（５）の下限値を下回ると、二次の色収差が悪化するので好ましくない。
逆に、条件式（５）の上限値を上回ると、一次の色補正のために色消し面の曲率半径が強くなる傾向になり、その結果球面収差の曲がりが発生するので、好ましくない。
なお、条件式（５）の下限値を３７とすることにより、さらに良好な二次の色収差が得られる。また、条件式（５）の上限値を４５とすることにより、さらに良好な球面収差が得られる。
【００２２】
さらに、像位置補正時において良好な結像特性を得るためには、像位置補正群Ｇ３Ｓは少なくとも２枚の正レンズを有し、像位置補正群Ｇ３Ｓ中の各正レンズについて次の条件式（６）および（７）を満足するのが望ましい。
１．４０＜ｎｂ ＜１．７５ （６）
５０＜νｂ ＜９８ （７）
ここで、
ｎｂ ：像位置補正群Ｇ３Ｓ中の各正レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
νｂ ：像位置補正群Ｇ３Ｓ中の各正レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数
【００２３】
条件式（６）の下限値を下回ると、面屈折力を強めるために曲率半径が小さくなり、その結果像位置補正群としての球面収差が大きくなり、それが原因で像位置補正時にフレアーが画面全体に発生するので、好ましくない。
逆に、条件式（６）の上限値を上回ると、現時点では二次の色収差に対して不利な光学硝子材料しか選択することができないので、好ましくない。
なお、条件式（６）の下限値を１．４５とすることにより、像位置補正時においてさらに良好な結像性能が得られる。換言すれば、像位置補正の幅を大きくすることができる。また、条件式（６）の上限値を１．６３とすることにより、さらに良好な二次の色収差が得られる。
【００２４】
条件式（７）の下限値を下回ると、現時点では二次の色収差に対して不利な光学硝子材料しか選択することができないので、好ましくない。
逆に、条件式（７）の上限値を上回ると、現時点では可視光線での使用を前提として選択可能な光学硝子材料が存在しないので、好ましくない。
なお、条件式（７）の下限値を６２とすることにより、さらに良好な二次の色収差が得られる。
【００２５】
さらに、条件式（６）の上限値を１．５５とし且つ条件式（７）の下限値を６４とすれば、像位置補正時においてさらに良好な結像特性を得ることができる。
また、条件式（７）の上限値を８４とすることにより、螢石など高価な光学硝子材料を使用することなく、二次の色収差を良好に保ちつつコストダウンを図ることができる。
【００２６】
なお、像位置補正群Ｇ３Ｓを、合焦に伴う像位置の変動等の機械ぶれの補正ばかりでなく、手振れ等に起因する（すなわち光学系の揺れに起因する）像位置の変動の補正にも利用することができるように構成すれば、良好な結像性能を保ちながら取り扱いが容易になるので好ましい。
この場合、以上のような本発明の構成により像位置補正光学系をコンパクトに構成することができるので、防振用機構を付加しても手持ち撮影が可能である。
【００２７】
さらに、第３レンズ群Ｇ３の像側に少なくとも１つの固定絞りが設けられているのが好ましい。以下、この理由について述べる。
仮に、像位置補正群Ｇ３Ｓが固定群であれば、固定群中のレンズ有効径で周辺光束を決定することが可能になる。しかしながら、実際には像位置補正群Ｇ３Ｓは光軸に対してほぼ垂直な方向に移動可能な移動群であるため、固定群である場合よりも像位置補正のための移動量の分だけ有効径を広げなければならない。したがって、像位置補正群Ｇ３Ｓ以外で周辺光束を決定するのが好ましい。像位置補正群Ｇ３Ｓより物体側には、すでに光学系の最も物体側のレンズの有効径で一方の光線束を決定しているので、他方の光線束を像位置補正群Ｇ３Ｓより像側で決定することが好ましい。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明する。
各実施例において、本発明の像位置補正光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備え、前記第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って移動させて合焦を行い、前記第３レンズ群Ｇ３全体を光軸とほぼ直交する方向に移動させて像位置補正（防振）を行う。この際、図示を省略したが、光学系の回転ぶれの検出器と像位置補正群である第３レンズ群Ｇ３の駆動機構とを併用している。
【００２９】
このように、各実施例において、像位置補正群Ｇ３Ｓは第３レンズ群Ｇ３の全体からなっている。
また、各実施例において、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞りＳが配置され、第３レンズ群Ｇ３の像側には固定絞りＦＳが配置され、固定絞りＦＳのさらに像側には着脱可能なフィルターＦが配置されている。
ただし、比較例では、第１実施例とレンズ構成（硝子配置）が全く同じであるが、開口絞りＳを第１実施例の固定絞りの位置に配置している。したがって、比較例では、固定絞りＦＳが存在しない。
【００３０】
なお、各実施例において、無限遠状態における焦点距離ｆ、無限遠状態におけるＦナンバーＦＮＯおよび撮影距離Ｒは次のとおり共通である。
ｆ ＝２９４ｍｍ
ＦＮＯ＝２．９
Ｒ ＝∞〜２．５ｍ
また、各実施例において、像位置補正群Ｇ３Ｓ（すなわち、第３レンズ群Ｇ３）の像位置補正変位量は±１ｍｍであり、対応する像面上の移動量は±１ｍｍである。これにより、画角としてω＝±０．２°の回転ぶれを補正している。
【００３１】
〔実施例１〕
図１は、本発明の第１実施例にかかる像位置補正光学系の構成を示す図である。
図示の像位置補正光学系は、物体側から順に、平面板硝子、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側の曲率半径が小さい両凸レンズとの貼合わせレンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、両凹レンズ、および物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとの貼合わせレンズからなる第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、両凸レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズおよび物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、固定絞りＦＳと、フィルターＦとから構成されている。
【００３２】
図１は、無限遠状態における各レンズ群の位置を示しており、近距離物体に対しては第２レンズ群Ｇ２を像側に移動させて合焦を行う。また、第３レンズ群Ｇ３が、変位手段である駆動アクチュエータ（不図示）によって光軸とほぼ直交する方向に適宜移動され、光学系の振動に起因する像位置の揺れが補正されるようになっている。
次の表（１）に、本発明の実施例１の諸元の値を掲げる。表（１）において、左端の数字は物体側からの各レンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄは各レンズ面間隔を、ｎおよびνはそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数を示している。
【００３３】
【表１】
なお、像移動量の正号は像の移動が像位置補正レンズ群変位方向と 同一方向であることを示す
【００３４】
図２は、実施例１の光量比図である。
図２において、縦軸は開口効率Ｓ、像面照度比Ｃおよび像面照度比（歪曲収差考慮）Ｄをパーセンテージで示し、横軸は像高Ｙを示している。
なお、Ｓ１、Ｃ１およびＤ１は、Ｆナンバーが２．９で開口絞りの口径が有効径３８．５０のときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
一方、Ｓ２、Ｃ２およびＤ２は、開口絞りＳの口径を１９．６２まで絞り込んでＦナンバーが５．６になったときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
図２から明らかなように、本実施例では、開口絞りＳを絞り込んだときの周辺光量の増加が大きいことがわかる。
【００３５】
図３および図４は、実施例１の無限遠合焦状態における諸収差図および至近距離（２．５ｍ）合焦状態における諸収差図である。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高を、Ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ＣはＣ線（λ＝６５６．３ｎｍ）を、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎｍ）を、Ｇはｇ線（λ＝４３５．６ｎｍ）をそれぞれ示している。
なお、非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。また、球面収差を示す収差図において破線は正弦条件（サインコンディション）を示し、倍率色収差を示す収差図はｄ線を基準として示されている。
さらに、像位置補正時の横収差を示す収差図は、像位置補正変位量が最大で１ｍｍのときの収差図である。
各収差図から明らかなように、本実施例では、像位置補正時も含めて諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００３６】
〔実施例２〕
図５は、本発明の第２実施例にかかる像位置補正光学系の構成を示す図である。
図示の像位置補正光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた平凸レンズとの貼合わせレンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、両凹レンズ、および物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとの貼合わせレンズからなる第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、両凸レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズおよび物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、固定絞りＦＳと、フィルターＦとから構成されている。
【００３７】
図５は、無限遠状態における各レンズ群の位置を示しており、近距離物体に対しては第２レンズ群Ｇ２を像側に移動させて合焦を行う。また、第３レンズ群Ｇ３が、変位手段である駆動アクチュエータ（不図示）によって光軸とほぼ直交する方向に適宜移動され、光学系の振動に起因する像位置の揺れが補正されるようになっている。
次の表（２）に、本発明の実施例２の諸元の値を掲げる。表（２）において、左端の数字は物体側からの各レンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄは各レンズ面間隔を、ｎおよびνはそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数を示している。
【００３８】
【表２】
なお、像移動量の正号は像の移動が像位置補正レンズ群変位方向と 同一方向であることを示す
【００３９】
図６は、実施例２の光量比図である。
図６において、縦軸は開口効率Ｓ、像面照度比Ｃおよび像面照度比（歪曲収差考慮）Ｄをパーセンテージで示し、横軸は像高Ｙを示している。
なお、Ｓ１、Ｃ１およびＤ１は、Ｆナンバーが２．９で開口絞りの口径が有効径３３．１４のときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
一方、Ｓ２、Ｃ２およびＤ２は、開口絞りＳの口径を１６．８８まで絞り込んでＦナンバーが５．６になったときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
図６から明らかなように、本実施例では、開口絞りＳを絞り込んだときの周辺光量の増加が大きいことがわかる。
【００４０】
図７および図８は、実施例２の無限遠合焦状態における諸収差図および至近距離（２．５ｍ）合焦状態における諸収差図である。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高を、Ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ＣはＣ線（λ＝６５６．３ｎｍ）を、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎｍ）を、Ｇはｇ線（λ＝４３５．６ｎｍ）をそれぞれ示している。
なお、非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。また、球面収差を示す収差図において破線は正弦条件（サインコンディション）を示し、倍率色収差を示す収差図はｄ線を基準として示されている。
さらに、像位置補正時の横収差を示す収差図は、像位置補正変位量が最大で１ｍｍのときの収差図である。
各収差図から明らかなように、本実施例では、像位置補正時も含めて諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００４１】
［参考例］
図９は、本発明の参考例にかかる像位置補正光学系の構成を示す図である。
図示の像位置補正光学系は、物体側から順に、物体側に曲率の強い（曲率半径の小さい）面を向けた両凸レンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの貼合わせレンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとの貼合わせレンズおよび両凹レンズからなる第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、両凸レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズおよび物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、固定絞りＦＳと、フィルターＦとから構成されている。
【００４２】
図９は、無限遠状態における各レンズ群の位置を示しており、近距離物体に対しては第２レンズ群Ｇ２を像側に移動させて合焦を行う。また、第３レンズ群Ｇ３が、変位手段である駆動アクチュエータ（不図示）によって光軸とほぼ直交する方向に適宜移動され、光学系の振動に起因する像位置の揺れが補正されるようになっている。
次の表（３）に、本発明の参考例の諸元の値を掲げる。表（３）において、左端の数字は物体側からの各レンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄは各レンズ面間隔を、ｎおよびνはそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数を示している。
【００４３】
【表３】
なお、像移動量の正号は像の移動が像位置補正レンズ群変位方向と 同一方向であることを示す
【００４４】
図１０は、参考例の光量比図である。
図１０において、縦軸は開口効率Ｓ、像面照度比Ｃおよび像面照度比（歪曲収差考慮）Ｄをパーセンテージで示し、横軸は像高Ｙを示している。
なお、Ｓ１、Ｃ１およびＤ１は、Ｆナンバーが２．９で開口絞りの口径が有効径３６．２４のときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
一方、Ｓ２、Ｃ２およびＤ２は、開口絞りＳの口径を１８．５９まで絞り込んでＦナンバーが５．６になったときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
図１０から明らかなように、本参考例では、開口絞りＳを絞り込んだときの周辺光量の増加が大きいことがわかる。
【００４５】
図１１および図１２は、参考例の無限遠合焦状態における諸収差図および至近距離（２．５ｍ）合焦状態における諸収差図である。各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ｙは像高を、Ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ＣはＣ線（λ＝６５６．３ｎｍ）を、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎｍ）を、Ｇはｇ線（λ＝４３５．６ｎｍ）をそれぞれ示している。
なお、非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。また、球面収差を示す収差図において破線は正弦条件（サインコンディション）を示し、倍率色収差を示す収差図はｄ線を基準として示されている。
さらに、像位置補正時の横収差を示す収差図は、像位置補正変位量が最大で１ｍｍのときの収差図である。
各収差図から明らかなように、本参考例では、像位置補正時も含めて諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００４６】
〔比較例〕
図１３は、第１実施例に対する比較例の像位置補正光学系の構成を示す図である。
図示の像位置補正光学系は、物体側から順に、平面板硝子、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側の曲率半径が小さい両凸レンズとの貼合わせレンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、両凹レンズ、および物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとの貼合わせレンズからなる第２レンズ群Ｇ２と、両凸レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズおよび物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳと、フィルターＦとから構成されている。
【００４７】
このように、比較例の像位置補正光学系は第１実施例の像位置補正光学系と同様の構成を有するが、第１実施例の固定絞りの位置に開口絞りが設けられている点だけが第１実施例と基本的に相違する。換言すれば、比較例の像位置補正光学系では第３レンズ群の像側に開口絞りを配置する、いわゆるビハインド絞りを採用しているのに対し、本発明の第１実施例の像位置補正光学系では第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りを配置している。
比較例は、絞り込み時の周辺光量比について第１実施例と比較するための例である。したがって、比較例の諸元の値について記載を省略する。
【００４８】
図１４は、比較例の光量比図である。
図１４において、縦軸は開口効率Ｓ、像面照度比Ｃおよび像面照度比（歪曲収差考慮）Ｄをパーセンテージで示し、横軸は像高Ｙを示している。
なお、Ｓ１、Ｃ１およびＤ１は、Ｆナンバーが２．９で開口絞りの口径が有効径３８．５０のときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
一方、Ｓ２、Ｃ２およびＤ２は、開口絞りＳの口径を１９．６２まで絞り込んでＦナンバーが５．６になったときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
【００４９】
図２に示す実施例１の光量比図と図１４に示す比較例の光量比図とを比較すると明らかなように、比較例よりも本発明の実施例１において周辺光量比が良好になっていることがわかる。
また、各実施例において、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の有効径が十分小さいことがわかる。特に、実施例２では、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の有効径が第１レンズ群Ｇ１の有効径の約１／３と小さくなっている。したがって、合焦のための駆動機構および像位置補正のための駆動機構の大型化および複雑化が回避される。
【００５０】
また、上述の各実施例では、固定絞りＦＳを第３レンズ群Ｇ３とフィルターＦとの間に配置しているが、フィルターＦの像側に固定絞りＦＳを配置してもよいし、あるいはフィルターＦを挟んでその両側にそれぞれ固定絞りＦＳを配置してもよい。フィルターＦの有効径で固定絞りとしてもよい。
さらに、上述の各実施例では、合焦に際し開口絞りＳを光軸方向に固定としているが、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２と一体的にあるいは第２レンズ群Ｇ２と同期して（連動して）光軸に沿って移動するように構成してもよい。また、開口絞りＳを第２レンズ群Ｇ２の物体側に配置してもよい。
【００５１】
上述のいずれの実施例においても、通常の内焦大口径比超望遠レンズとほぼ同じレンズ枚数のままで、防振補正を行うと行わないとにかかわらず非常に良好に収差補正がなされている。
なお、上述の各実施例において、像位置補正群Ｇ３Ｓが第３レンズ群Ｇ３の全体からなる例を示したが、像位置補正群Ｇ３Ｓが第３レンズ群Ｇ３の一部の部分レンズ群からなる場合においても、本発明の作用効果を奏することは明らかである。
【００５２】
【効果】
以上説明したように、本発明の像位置補正光学系によれば、絞り込み時の周辺光量が向上し、且つ合焦群および像位置補正群の有効径が小型化される。したがって、レンズ鏡筒の径方向の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかる像位置補正光学系の構成を示す図である。
【図２】図１の第１実施例の光量比図である。
【図３】図１の第１実施例の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図４】図１の第１実施例の至近距離合焦状態における諸収差図である。
【図５】本発明の第２実施例にかかる像位置補正光学系の構成を示す図である。
【図６】図５の第２実施例の光量比図である。
【図７】図５の第２実施例の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図８】図５の第２実施例の至近距離合焦状態における諸収差図である。
【図９】本発明の参考例にかかる像位置補正光学系の構成を示す図である。
【図１０】図９の参考例の光量比図である。
【図１１】図９の参考例の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図１２】図９の参考例の至近距離合焦状態における諸収差図である。
【図１３】第１実施例に対する比較例の像位置補正光学系の構成を示す図である。
【図１４】図１３の比較例の光量比図である。
【符号の説明】
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｓ 開口絞り
ＦＳ 固定絞り
Ｆ フィルター
【産業上の利用分野】
本発明は像位置補正光学系に関し、さらに詳細にはＳＬＲカメラや電子カメラやヴィデオカメラなどの対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本明細書において、あるレンズ群を光軸とほぼ直交する方向に変位させて、合焦動作、手振れ等に起因する像位置の変動を補正することを「像位置補正」という。特に、あるレンズ群を光軸とほぼ直交する方向に変位させて、手振れ等の光学系の振動に起因する像位置の変動を補正することを「防振」または「防振補正」という。
従来のこの種の像位置補正光学系では、たとえば特開平２−２３４１１５号公報に開示されているように、光学系の最も像側に開口絞りを配置していた。また、合焦に際して光軸に沿って移動するレンズ群すなわち合焦群および光軸とほぼ直交する方向に移動して像位置の変動を補正するレンズ群すなわち像位置補正群の有効径が大きかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の像位置補正光学系では、光学系の最も像側に開口絞りを配置しているため、ビハインド絞りに特有の問題として絞り込み時において周辺光量比の改善不足が目立つという不都合があった。
また、合焦群および像位置補正群の有効径が大きいため、最終製品としてのレンズ鏡筒の径方向の大型化を招き、手持ち撮影時の操作性が悪いという不都合があった。
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、絞り込み時の周辺光量が向上し、且つ合焦群および像位置補正群の有効径が小型化された像位置補正光学系を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明においては、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備え、前記第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って移動させて合焦を行い、前記第３レンズ群Ｇ３中の像位置補正群Ｇ3Sを光軸とほぼ直交する方向に移動させて像位置の補正を行う像位置補正光学系であって、前記第１レンズ群Ｇ１は、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを有し、前記像位置補正群Ｇ3Sと前記第２レンズ群Ｇ２の物体側近傍との間に開口絞りが設けられ、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との合成屈折力をφ23とし、前記第１レンズ群Ｇ１の屈折力をφ1 とし、前記第２レンズ群Ｇ２の屈折力をφ2 とし、前記第１レンズ群Ｇ１中の負レンズのうち最も物体側の負レンズの屈折率をｎa とし、前記第１レンズ群Ｇ１中の負レンズのうち最も物体側の負レンズのアッベ数をνa としたとき、
−０．２ｍｍ-1≦φ23≦０．００２ｍｍ-1
０．２＜φ1 ／｜φ2 ｜＜０．４１
１．７＜ｎa ＜１．９５
４０．９≦νa ＜５０
の条件を満足することを特徴とする像位置補正光学系を提供する。
【０００５】
本発明の好ましい態様によれば、前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞りが設けられている。
【０００６】
【作用】
上述のように、本発明においては、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備え、前記第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って移動させて合焦を行い、前記第３レンズ群Ｇ３中の像位置補正群Ｇ３Ｓを光軸とほぼ直交する方向に移動させて像位置の補正を行う。
【０００７】
テレフォトタイプの対物レンズでは、光学系の最も像側に開口絞りを配置する、いわゆるビハインド絞りが一般的である。これは、絞り径を小さくして絞り込みによる時間ロスを少なくするという理由、絞り径精度を十分に確保するという理由、あるいはカメラボディよりのメカ連動を容易にするという理由等のためである（図１３の開口絞りを参照）。
また、光学系の最も物体側のレンズ径は、所望のＦナンバーの確保のための有効径のみでも大きくなりすぎるため、従来の像位置補正光学系ではＦナンバーの確保のための有効径がすなわち最も物体側のレンズの有効径となっている。
【０００８】
このように、従来の像位置補正光学系では、画面中央に結像する光束はもとより画面周辺に結像する光束も、上記開口絞りと最も物体側のレンズ径とにより決定されている。
この場合、Ｆナンバーを大きくするために開口絞りを小口径に絞り込むと、画面周辺に結像する光線束も少なくなってしまい周辺光量比が増加する効果は少ない（図１４参照）。
したがって、開口絞りは主に画面中央のＦナンバーの確保のための機構とし、画面周辺の光束はレンズ部材または固定絞りなどで決定するようにすれば、絞り込みによる周辺光量比の増加の効果は大きい。
【０００９】
本発明の光学配置では、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズＧ３との間に開口絞りを設けるのが好ましい。このように開口絞りを配置することにより、開口絞りが主に画面中央のＦナンバーの確保のための機構となるばかりでなく、合焦による非点収差の変動が少なくなり且つ像位置補正による非点収差の非対称性も少なくなる。したがって、合焦群である第２レンズ群Ｇ２および像位置補正群Ｇ３Ｓを含む第３レンズ群Ｇ３を、少ないレンズ枚数で構成することができる。
【００１０】
以下、本発明の各条件式について説明する。
本発明においては、次の条件式（１）を満足する。
−０．２ｍｍ -1 ≦φ23≦０．００２ｍｍ -1 （１）
ここで、
φ23： 第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成屈折力
【００１１】
条件式（１）は、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との合成屈折力について適切な範囲を規定している。
条件式（１）の下限値を下回ると、合焦による球面収差の変動が大きくなり、好ましくない。
逆に、条件式（１）の上限値を上回ると、レンズ全長が長くなりすぎて、好ましくない。
【００１２】
なお、レンズ全長の短縮化に重点があり、その上で合焦による球面収差の変動を実質的に十分少なくするには、条件式（１）の下限値を−０．０５ｍｍ -1 とするのが好ましい。また、合焦による球面収差の変動を少なくすることを重点として、その上でレンズ全長の短縮化を図るには、条件式（１）の上限値を０．００１ｍｍ -1 とするのが好ましい。
【００１３】
さらに、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の有効径を小さくするには、次の条件式（２）を満足するのが望ましい。
０．２＜φ１ ／｜φ２ ｜＜０．７ （２）
ここで、
φ１ ： 第１レンズ群Ｇ１の屈折力
φ２ ： 第２レンズ群Ｇ２の屈折力
【００１４】
条件式（２）は、第１レンズ群Ｇ１の屈折力の大きさと第２レンズ群Ｇ２の屈折力の大きさとの比について、適切な範囲を規定している。
条件式（２）の下限値を下回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力φ１ が弱くなり、テレフォト比が大きくなりすぎて好ましくない。。
逆に、条件式（２）の上限値を上回ると、第１レンズ群Ｇ１の屈折力φ１ が強くなり、合焦による球面収差の変動および色のコマ収差が大きくなりすぎて好ましくない。また、合焦群である第２レンズ群Ｇ２の有効径が大きくなり、本発明の目的に反してしまう
【００１５】
なお、有効径の小型化や収差補正に重点があり、その上でレンズ全長もできるだけ短くするには、条件式（２）の下限値を０．２９とするのが好ましい。また、レンズ全長を短縮化することを重点として、その上で収差をできるだけ良好に補正し且つ第２レンズ群Ｇ２の有効径をできるだけ小型化するには、条件式（２）の上限値を０．４１とするのが好ましい。
【００１６】
さらに、好ましい寸法（レンズ全長）および良好な光学性能（周辺光量比）を得るためには、次の条件式（３）を満足するのが望ましい。
０．１＜φ３ ／｜φ２ ｜＜１．０ （３）
ここで、
φ３ ： 第３レンズ群Ｇ３の屈折力
【００１７】
条件式（３）は、第３レンズ群Ｇ３の屈折力の大きさと第２レンズ群Ｇ２の屈折力の大きさとの比について、適切な範囲を規定している。
条件式（３）の下限値を下回ると、第２レンズ群Ｇ２の屈折力φ２が強すぎて、球面収差の曲がりが大きくなり好ましくない。また、第３レンズ群Ｇ３の最も像側の面から像面までの距離が長くなりすぎ、その結果レンズ全長が長くなりすぎるので好ましくない。
逆に、条件式（３）の上限値を上回ると、レンズ系全体の焦点距離を所定の値にすると第１レンズ群Ｇ１の屈折力が弱くなり、周辺光量が低下するので好ましくない。
【００１８】
なお、周辺光量比の増加に重点があり、その上で球面収差の曲がりも実質的に十分小さくするには、条件式（３）の下限値を０．４とするのが好ましい。また、球面収差の曲がりを十分に小さくすることに重点があり、その上で周辺光量比の増加も実質的に十分多くするには、条件式（３）の上限値を０．７とするのが好ましい。
【００１９】
さらに、良好な結像性能を得るために、第１レンズ群Ｇ１は少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズとを有し、次の条件式（４）および（５）を満足するのが望ましい。
１．７＜ｎａ ＜１．９５ （４）
３５＜νａ ＜５０ （５）
ここで、
ｎａ ：第１レンズ群Ｇ１中の負レンズのうち最も物体側の負レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
νａ ：第１レンズ群Ｇ１中の負レンズのうち最も物体側の負レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数
【００２０】
条件式（４）の下限値を下回ると、負レンズの屈折力を保つために面屈折力を強くしなければならない。したがって、曲率半径が小さくなり高次収差が発生し易くなるので、好ましくない。特に、色のコマ収差が大きくなりすぎるため好ましくない。
一方、条件式（４）の上限値を上回るような現存材料としては、ダイヤモンドあるいはゲルマニウムなどの材料があげられるが、これらの材料では加工が困難であったり可視光線を透過しないなどの不都合が生じ、好ましくない。
なお、条件式（４）の下限値を１．７４とすることにより、さらに良好な色のコマ収差が得られる。また、条件式（４）の上限値を１．８４とすることにより、比較的安価な光学硝子材料のみで光学系を構成することが可能になる。
【００２１】
一方、条件式（５）の下限値を下回ると、二次の色収差が悪化するので好ましくない。
逆に、条件式（５）の上限値を上回ると、一次の色補正のために色消し面の曲率半径が強くなる傾向になり、その結果球面収差の曲がりが発生するので、好ましくない。
なお、条件式（５）の下限値を３７とすることにより、さらに良好な二次の色収差が得られる。また、条件式（５）の上限値を４５とすることにより、さらに良好な球面収差が得られる。
【００２２】
さらに、像位置補正時において良好な結像特性を得るためには、像位置補正群Ｇ３Ｓは少なくとも２枚の正レンズを有し、像位置補正群Ｇ３Ｓ中の各正レンズについて次の条件式（６）および（７）を満足するのが望ましい。
１．４０＜ｎｂ ＜１．７５ （６）
５０＜νｂ ＜９８ （７）
ここで、
ｎｂ ：像位置補正群Ｇ３Ｓ中の各正レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
νｂ ：像位置補正群Ｇ３Ｓ中の各正レンズのｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数
【００２３】
条件式（６）の下限値を下回ると、面屈折力を強めるために曲率半径が小さくなり、その結果像位置補正群としての球面収差が大きくなり、それが原因で像位置補正時にフレアーが画面全体に発生するので、好ましくない。
逆に、条件式（６）の上限値を上回ると、現時点では二次の色収差に対して不利な光学硝子材料しか選択することができないので、好ましくない。
なお、条件式（６）の下限値を１．４５とすることにより、像位置補正時においてさらに良好な結像性能が得られる。換言すれば、像位置補正の幅を大きくすることができる。また、条件式（６）の上限値を１．６３とすることにより、さらに良好な二次の色収差が得られる。
【００２４】
条件式（７）の下限値を下回ると、現時点では二次の色収差に対して不利な光学硝子材料しか選択することができないので、好ましくない。
逆に、条件式（７）の上限値を上回ると、現時点では可視光線での使用を前提として選択可能な光学硝子材料が存在しないので、好ましくない。
なお、条件式（７）の下限値を６２とすることにより、さらに良好な二次の色収差が得られる。
【００２５】
さらに、条件式（６）の上限値を１．５５とし且つ条件式（７）の下限値を６４とすれば、像位置補正時においてさらに良好な結像特性を得ることができる。
また、条件式（７）の上限値を８４とすることにより、螢石など高価な光学硝子材料を使用することなく、二次の色収差を良好に保ちつつコストダウンを図ることができる。
【００２６】
なお、像位置補正群Ｇ３Ｓを、合焦に伴う像位置の変動等の機械ぶれの補正ばかりでなく、手振れ等に起因する（すなわち光学系の揺れに起因する）像位置の変動の補正にも利用することができるように構成すれば、良好な結像性能を保ちながら取り扱いが容易になるので好ましい。
この場合、以上のような本発明の構成により像位置補正光学系をコンパクトに構成することができるので、防振用機構を付加しても手持ち撮影が可能である。
【００２７】
さらに、第３レンズ群Ｇ３の像側に少なくとも１つの固定絞りが設けられているのが好ましい。以下、この理由について述べる。
仮に、像位置補正群Ｇ３Ｓが固定群であれば、固定群中のレンズ有効径で周辺光束を決定することが可能になる。しかしながら、実際には像位置補正群Ｇ３Ｓは光軸に対してほぼ垂直な方向に移動可能な移動群であるため、固定群である場合よりも像位置補正のための移動量の分だけ有効径を広げなければならない。したがって、像位置補正群Ｇ３Ｓ以外で周辺光束を決定するのが好ましい。像位置補正群Ｇ３Ｓより物体側には、すでに光学系の最も物体側のレンズの有効径で一方の光線束を決定しているので、他方の光線束を像位置補正群Ｇ３Ｓより像側で決定することが好ましい。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明する。
各実施例において、本発明の像位置補正光学系は、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備え、前記第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って移動させて合焦を行い、前記第３レンズ群Ｇ３全体を光軸とほぼ直交する方向に移動させて像位置補正（防振）を行う。この際、図示を省略したが、光学系の回転ぶれの検出器と像位置補正群である第３レンズ群Ｇ３の駆動機構とを併用している。
【００２９】
このように、各実施例において、像位置補正群Ｇ３Ｓは第３レンズ群Ｇ３の全体からなっている。
また、各実施例において、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞りＳが配置され、第３レンズ群Ｇ３の像側には固定絞りＦＳが配置され、固定絞りＦＳのさらに像側には着脱可能なフィルターＦが配置されている。
ただし、比較例では、第１実施例とレンズ構成（硝子配置）が全く同じであるが、開口絞りＳを第１実施例の固定絞りの位置に配置している。したがって、比較例では、固定絞りＦＳが存在しない。
【００３０】
なお、各実施例において、無限遠状態における焦点距離ｆ、無限遠状態におけるＦナンバーＦＮＯおよび撮影距離Ｒは次のとおり共通である。
ｆ ＝２９４ｍｍ
ＦＮＯ＝２．９
Ｒ ＝∞〜２．５ｍ
また、各実施例において、像位置補正群Ｇ３Ｓ（すなわち、第３レンズ群Ｇ３）の像位置補正変位量は±１ｍｍであり、対応する像面上の移動量は±１ｍｍである。これにより、画角としてω＝±０．２°の回転ぶれを補正している。
【００３１】
〔実施例１〕
図１は、本発明の第１実施例にかかる像位置補正光学系の構成を示す図である。
図示の像位置補正光学系は、物体側から順に、平面板硝子、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側の曲率半径が小さい両凸レンズとの貼合わせレンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、両凹レンズ、および物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとの貼合わせレンズからなる第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、両凸レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズおよび物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、固定絞りＦＳと、フィルターＦとから構成されている。
【００３２】
図１は、無限遠状態における各レンズ群の位置を示しており、近距離物体に対しては第２レンズ群Ｇ２を像側に移動させて合焦を行う。また、第３レンズ群Ｇ３が、変位手段である駆動アクチュエータ（不図示）によって光軸とほぼ直交する方向に適宜移動され、光学系の振動に起因する像位置の揺れが補正されるようになっている。
次の表（１）に、本発明の実施例１の諸元の値を掲げる。表（１）において、左端の数字は物体側からの各レンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄは各レンズ面間隔を、ｎおよびνはそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数を示している。
【００３３】
【表１】
【００３４】
図２は、実施例１の光量比図である。
図２において、縦軸は開口効率Ｓ、像面照度比Ｃおよび像面照度比（歪曲収差考慮）Ｄをパーセンテージで示し、横軸は像高Ｙを示している。
なお、Ｓ１、Ｃ１およびＤ１は、Ｆナンバーが２．９で開口絞りの口径が有効径３８．５０のときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
一方、Ｓ２、Ｃ２およびＤ２は、開口絞りＳの口径を１９．６２まで絞り込んでＦナンバーが５．６になったときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
図２から明らかなように、本実施例では、開口絞りＳを絞り込んだときの周辺光量の増加が大きいことがわかる。
【００３５】
図３および図４は、実施例１の無限遠合焦状態における諸収差図および至近距離（２．５ｍ）合焦状態における諸収差図である。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高を、Ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ＣはＣ線（λ＝６５６．３ｎｍ）を、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎｍ）を、Ｇはｇ線（λ＝４３５．６ｎｍ）をそれぞれ示している。
なお、非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。また、球面収差を示す収差図において破線は正弦条件（サインコンディション）を示し、倍率色収差を示す収差図はｄ線を基準として示されている。
さらに、像位置補正時の横収差を示す収差図は、像位置補正変位量が最大で１ｍｍのときの収差図である。
各収差図から明らかなように、本実施例では、像位置補正時も含めて諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００３６】
〔実施例２〕
図５は、本発明の第２実施例にかかる像位置補正光学系の構成を示す図である。
図示の像位置補正光学系は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた平凸レンズとの貼合わせレンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、両凹レンズ、および物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとの貼合わせレンズからなる第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、両凸レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズおよび物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、固定絞りＦＳと、フィルターＦとから構成されている。
【００３７】
図５は、無限遠状態における各レンズ群の位置を示しており、近距離物体に対しては第２レンズ群Ｇ２を像側に移動させて合焦を行う。また、第３レンズ群Ｇ３が、変位手段である駆動アクチュエータ（不図示）によって光軸とほぼ直交する方向に適宜移動され、光学系の振動に起因する像位置の揺れが補正されるようになっている。
次の表（２）に、本発明の実施例２の諸元の値を掲げる。表（２）において、左端の数字は物体側からの各レンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄは各レンズ面間隔を、ｎおよびνはそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数を示している。
【００３８】
【表２】
【００３９】
図６は、実施例２の光量比図である。
図６において、縦軸は開口効率Ｓ、像面照度比Ｃおよび像面照度比（歪曲収差考慮）Ｄをパーセンテージで示し、横軸は像高Ｙを示している。
なお、Ｓ１、Ｃ１およびＤ１は、Ｆナンバーが２．９で開口絞りの口径が有効径３３．１４のときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
一方、Ｓ２、Ｃ２およびＤ２は、開口絞りＳの口径を１６．８８まで絞り込んでＦナンバーが５．６になったときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
図６から明らかなように、本実施例では、開口絞りＳを絞り込んだときの周辺光量の増加が大きいことがわかる。
【００４０】
図７および図８は、実施例２の無限遠合焦状態における諸収差図および至近距離（２．５ｍ）合焦状態における諸収差図である。各収差図において、ＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高を、Ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ＣはＣ線（λ＝６５６．３ｎｍ）を、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎｍ）を、Ｇはｇ線（λ＝４３５．６ｎｍ）をそれぞれ示している。
なお、非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。また、球面収差を示す収差図において破線は正弦条件（サインコンディション）を示し、倍率色収差を示す収差図はｄ線を基準として示されている。
さらに、像位置補正時の横収差を示す収差図は、像位置補正変位量が最大で１ｍｍのときの収差図である。
各収差図から明らかなように、本実施例では、像位置補正時も含めて諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００４１】
［参考例］
図９は、本発明の参考例にかかる像位置補正光学系の構成を示す図である。
図示の像位置補正光学系は、物体側から順に、物体側に曲率の強い（曲率半径の小さい）面を向けた両凸レンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとの貼合わせレンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとの貼合わせレンズおよび両凹レンズからなる第２レンズ群Ｇ２と、開口絞りＳと、両凸レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズおよび物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、固定絞りＦＳと、フィルターＦとから構成されている。
【００４２】
図９は、無限遠状態における各レンズ群の位置を示しており、近距離物体に対しては第２レンズ群Ｇ２を像側に移動させて合焦を行う。また、第３レンズ群Ｇ３が、変位手段である駆動アクチュエータ（不図示）によって光軸とほぼ直交する方向に適宜移動され、光学系の振動に起因する像位置の揺れが補正されるようになっている。
次の表（３）に、本発明の参考例の諸元の値を掲げる。表（３）において、左端の数字は物体側からの各レンズ面の順序を、ｒは各レンズ面の曲率半径を、ｄは各レンズ面間隔を、ｎおよびνはそれぞれｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数を示している。
【００４３】
【表３】
【００４４】
図１０は、参考例の光量比図である。
図１０において、縦軸は開口効率Ｓ、像面照度比Ｃおよび像面照度比（歪曲収差考慮）Ｄをパーセンテージで示し、横軸は像高Ｙを示している。
なお、Ｓ１、Ｃ１およびＤ１は、Ｆナンバーが２．９で開口絞りの口径が有効径３６．２４のときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
一方、Ｓ２、Ｃ２およびＤ２は、開口絞りＳの口径を１８．５９まで絞り込んでＦナンバーが５．６になったときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
図１０から明らかなように、本参考例では、開口絞りＳを絞り込んだときの周辺光量の増加が大きいことがわかる。
【００４５】
図１１および図１２は、参考例の無限遠合焦状態における諸収差図および至近距離（２．５ｍ）合焦状態における諸収差図である。各収差図において、ＦNOはＦナンバーを、Ｙは像高を、Ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）を、ＣはＣ線（λ＝６５６．３ｎｍ）を、ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎｍ）を、Ｇはｇ線（λ＝４３５．６ｎｍ）をそれぞれ示している。
なお、非点収差を示す収差図において実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。また、球面収差を示す収差図において破線は正弦条件（サインコンディション）を示し、倍率色収差を示す収差図はｄ線を基準として示されている。
さらに、像位置補正時の横収差を示す収差図は、像位置補正変位量が最大で１ｍｍのときの収差図である。
各収差図から明らかなように、本参考例では、像位置補正時も含めて諸収差が良好に補正されていることがわかる。
【００４６】
〔比較例〕
図１３は、第１実施例に対する比較例の像位置補正光学系の構成を示す図である。
図示の像位置補正光学系は、物体側から順に、平面板硝子、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、および物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと物体側の曲率半径が小さい両凸レンズとの貼合わせレンズからなる第１レンズ群Ｇ１と、両凹レンズ、および物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズと両凹レンズとの貼合わせレンズからなる第２レンズ群Ｇ２と、両凸レンズ、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズおよび物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｇ３と、開口絞りＳと、フィルターＦとから構成されている。
【００４７】
このように、比較例の像位置補正光学系は第１実施例の像位置補正光学系と同様の構成を有するが、第１実施例の固定絞りの位置に開口絞りが設けられている点だけが第１実施例と基本的に相違する。換言すれば、比較例の像位置補正光学系では第３レンズ群の像側に開口絞りを配置する、いわゆるビハインド絞りを採用しているのに対し、本発明の第１実施例の像位置補正光学系では第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間に開口絞りを配置している。
比較例は、絞り込み時の周辺光量比について第１実施例と比較するための例である。したがって、比較例の諸元の値について記載を省略する。
【００４８】
図１４は、比較例の光量比図である。
図１４において、縦軸は開口効率Ｓ、像面照度比Ｃおよび像面照度比（歪曲収差考慮）Ｄをパーセンテージで示し、横軸は像高Ｙを示している。
なお、Ｓ１、Ｃ１およびＤ１は、Ｆナンバーが２．９で開口絞りの口径が有効径３８．５０のときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
一方、Ｓ２、Ｃ２およびＤ２は、開口絞りＳの口径を１９．６２まで絞り込んでＦナンバーが５．６になったときの開口効率、像面照度比および像面照度比（歪曲収差考慮）である。
【００４９】
図２に示す実施例１の光量比図と図１４に示す比較例の光量比図とを比較すると明らかなように、比較例よりも本発明の実施例１において周辺光量比が良好になっていることがわかる。
また、各実施例において、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の有効径が十分小さいことがわかる。特に、実施例２では、第２レンズ群Ｇ２および第３レンズ群Ｇ３の有効径が第１レンズ群Ｇ１の有効径の約１／３と小さくなっている。したがって、合焦のための駆動機構および像位置補正のための駆動機構の大型化および複雑化が回避される。
【００５０】
また、上述の各実施例では、固定絞りＦＳを第３レンズ群Ｇ３とフィルターＦとの間に配置しているが、フィルターＦの像側に固定絞りＦＳを配置してもよいし、あるいはフィルターＦを挟んでその両側にそれぞれ固定絞りＦＳを配置してもよい。フィルターＦの有効径で固定絞りとしてもよい。
さらに、上述の各実施例では、合焦に際し開口絞りＳを光軸方向に固定としているが、開口絞りＳが第２レンズ群Ｇ２と一体的にあるいは第２レンズ群Ｇ２と同期して（連動して）光軸に沿って移動するように構成してもよい。また、開口絞りＳを第２レンズ群Ｇ２の物体側に配置してもよい。
【００５１】
上述のいずれの実施例においても、通常の内焦大口径比超望遠レンズとほぼ同じレンズ枚数のままで、防振補正を行うと行わないとにかかわらず非常に良好に収差補正がなされている。
なお、上述の各実施例において、像位置補正群Ｇ３Ｓが第３レンズ群Ｇ３の全体からなる例を示したが、像位置補正群Ｇ３Ｓが第３レンズ群Ｇ３の一部の部分レンズ群からなる場合においても、本発明の作用効果を奏することは明らかである。
【００５２】
【効果】
以上説明したように、本発明の像位置補正光学系によれば、絞り込み時の周辺光量が向上し、且つ合焦群および像位置補正群の有効径が小型化される。したがって、レンズ鏡筒の径方向の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例にかかる像位置補正光学系の構成を示す図である。
【図２】図１の第１実施例の光量比図である。
【図３】図１の第１実施例の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図４】図１の第１実施例の至近距離合焦状態における諸収差図である。
【図５】本発明の第２実施例にかかる像位置補正光学系の構成を示す図である。
【図６】図５の第２実施例の光量比図である。
【図７】図５の第２実施例の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図８】図５の第２実施例の至近距離合焦状態における諸収差図である。
【図９】本発明の参考例にかかる像位置補正光学系の構成を示す図である。
【図１０】図９の参考例の光量比図である。
【図１１】図９の参考例の無限遠合焦状態における諸収差図である。
【図１２】図９の参考例の至近距離合焦状態における諸収差図である。
【図１３】第１実施例に対する比較例の像位置補正光学系の構成を示す図である。
【図１４】図１３の比較例の光量比図である。
【符号の説明】
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｓ 開口絞り
ＦＳ 固定絞り
Ｆ フィルター
Claims (7)
- 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２と、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｇ３とを備え、前記第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って移動させて合焦を行い、前記第３レンズ群Ｇ３中の像位置補正群Ｇ3Sを光軸とほぼ直交する方向に移動させて像位置の補正を行う像位置補正光学系であって、
前記第１レンズ群Ｇ１は、少なくとも１枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを有し、
前記像位置補正群Ｇ3Sと前記第２レンズ群Ｇ２の物体側近傍との間に開口絞りが設けられ、
前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との合成屈折力をφ23とし、前記第１レンズ群Ｇ１の屈折力をφ1 とし、前記第２レンズ群Ｇ２の屈折力をφ2 とし、前記第１レンズ群Ｇ１中の負レンズのうち最も物体側の負レンズの屈折率をｎa とし、前記第１レンズ群Ｇ１中の負レンズのうち最も物体側の負レンズのアッベ数をνa としたとき、
−０．２ｍｍ-1≦φ23≦０．００２ｍｍ-1
０．２＜φ1 ／｜φ2 ｜＜０．４１
１．７＜ｎa ＜１．９５
４０．９≦νa ＜５０
の条件を満足することを特徴とする像位置補正光学系。 - 前記第２レンズ群Ｇ２と前記第３レンズ群Ｇ３との間には開口絞りが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の像位置補正光学系。
- 前記第２レンズ群Ｇ２の屈折力をφ2 とし、前記第３レンズ群Ｇ３の屈折力をφ3 としたとき、
０．１＜φ3 ／｜φ2 ｜＜１．０
の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の像位置補正光学系。 - 前記像位置補正群Ｇ3Sは少なくとも２枚の正レンズを有し、前記像位置補正群Ｇ3S中の各正レンズについて、各正レンズの屈折率をｎb とし、各正レンズのアッベ数をνb としたとき、
１．４０＜ｎb ＜１．７５
５０＜νb ＜９８
の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の像位置補正光学系。 - 前記像位置補正群Ｇ3Sは、光軸とほぼ直交する方向に移動して光学系の揺れに伴う像位置の変動を補正することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の像位置補正光学系。
- 前記像位置補正群Ｇ3Sは、前記第３レンズ群Ｇ３の全体からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の像位置補正光学系。
- 前記第３レンズ群Ｇ３の像側には少なくとも１つの固定絞りが設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の像位置補正光学系。
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